KR820001335B1

KR820001335B1 - 납땜 용제

Info

Publication number: KR820001335B1
Application number: KR7801449A
Authority: KR
Inventors: 마리잔 자도 프랑크
Original assignee: 알. 씨. 윈터; 웨스턴 일렉트릭 캄패니, 인코포레이티드
Priority date: 1978-05-13
Filing date: 1978-05-13
Publication date: 1982-07-28

Abstract

내용 없음.

Description

납땜 용제

제1도는 각각, 여러가지 납댐용제로 처리한 후 땜납으로 처리한 도체모형(Conductive Pattern)을 보인, 세개의 구분된 프린트결선판의 사진.

본 발명은 납땜 용제, 특히 피부식성 납땜용제에 관한 것이다.

전자부품들, 회로들, 장치 등을 납땜하는데 있어서, 납땜작업효율을 개선시키고, 납땜이 확실히 되도록 하며, 납땜의 신뢰도가 장기간이 되도록 개선시키기 위해 여러종류의 용제들이 땜납 재료와 함께 쓰인다. 대개는 세가지의 용제, 즉 (1) 무기산, 유기산, 아민 할로겐화수소 등으로 만들어진 수용성용제, (2) 천연송진, (3) 할로겐 치환 화합물 예를 들면 천연 송진과 혼합된 아민 할로겐화 수소를 갖는 활성 송진이 주로 쓰인다.

여러가지 첨가물이 송진에 첨가되어 활성 송진용제를 만들어왔다. 케토(Keto)산, 예를 들면 레불린산이 용제에 혼합되어왔다. (미합중국 특허 제2,361,867호) 아디핀산도 역시 용제심을 만드는데 송진에 혼합되어왔다. 또 납땜용제를 만드는데 송진에 아디핀산과 레불린산을 혼합시킨다는 것은 이전부터 공지되어 왔다.

수용성 용제도 납땜될 금속 표면에서 산화물들을 제거 하는데 매우 유용하다. 그러나 수용성 용제가 금속 재료를 분해하여 납땜한 후에 납땜된 부분을 부식시키는 잔재를 남기기쉽다는 단점들이 있다. 이 부식이 전기적 및 기계적 특성에 있어서 납땜된 부분의 신뢰도를 저해한다. 워터화이트(Water white) 송진이라는 천연 송진은 부식에 대해서는 문제점들이 없으나 납땜보조약품으로서는 좋지 못하다.

활성 송진은 천연 송진과 비슷한 안정성이 있고 실온에서 거의 부식을 일으키지 않는다. 또 충분히 활성화된 또는 액체수지 활성(LRA) 용제는, 아민 할로겐화 수소 같이 대개합성용제의 1 내지 10중량 퍼센트 정도로 고농도인 활성제로 인하여 납땜 온도에서 용융 작용을 강하게 나타낸다. 그러나 충분히 활성화된 송진 또는 LRA 용제는 부식성 개스가 납땜온도에서 용융 작용을 강하게 나타낸다. 그러나 충분히 활성화된 송진 도는 LRA 용제는 부식성 개스가 납땜온도에서 발생되어 구리나 놋쇠 등과 같은 금속의 표면을 손상시키는 단점들이 있다. 더구나 활성 송진의 잔재들은 습기와 혼합되어 수용성 용제에 의해 생긴 것과 비슷한 부식을 일으키는 산을 만든다. 현재 사용되고 있는 중성염, 예를 들면 글루타민산염화수소형으로 유기할로겐화수소를 포함하고 있는 용제들은, 고온에서 부식성 금속 할로겐화물을 만들거나 그 잔재들이 실온에서 습기와 혼합되어 부식성산을 만들어서 전기 납땜응용에 나쁜효과가 있으면서도 사용되고 있다.

미합중국 특허 제2,898,255호는 글루탈산과 같은 디카복실산과 혼합된 개미산과 같이 모노카복실산을 포함하는 활성송진에 대한 것이다. 그러나 이러한 용제는 전자공업용 납땜작업에 실제로 쓰이기에는 너무 산성이며 부식이 강하다. 이런 용제는, (1973년 3월 27일에 승인된) 액체 송진 용제에 대한, 전자공업협회규격(Electronics Industries Association Standard) RS 402에 규정된 표준 구리거울 시험법에 의해 증명된 바와 같이 부식성이 있는 LRA 용제가 대표적이다.

따라서 용융 작용이 좋고 실온에서 해로운 잔재들이 없고 부식작용이 없는 남땜 용제가 요구된다.

납땜 용제는 (a) 송진, (b) 적어도 하나의 할로겐원자와 적어도 하나의 불안정 성분을 갖는 활성제, (c),(a') 폴리 카복실산, (b')(a')의 하이드록실 치환물, (c') 케토산과 (d') 전술한 계면활성제들의 어떤 것들을 혼합한 것에서 선택된 산성 납땜 계면활성제로 구성된 송진 화합물을 포함한다.

본 발명은 상세한 설명과 함께 다음 도면을 연관하여 보면 보다 쉽게 이해될 것이다.

본 발명은 독특한 비부식성 납땜용제의 발견에 기초를 두고 있다. 납땜 용제를 설명하는데 있어서 여기에 사용되는 "부식성"이란 용어는 용제가, (1) 전기가 가해지는 면을 부식시키기에 충분한 양의 이온 잔재를 처리되고 있는 표면에 남기거나, 또는 (2) 용제가 가해지고 또 그 수용액의 pH가 대개 3 이하인, 표면을 부식시키기에 충분한 산성이라는 것을 의미한다. 납땜 용제는 송진, 활성제 및 계면활성제로 구성된 송진 혼합물로 되어 있다. 송진 화합물은 송진이 약 50 내지 약 96중량 퍼센트, 활성제가 약 0.3 내지 약 7중량 퍼센트, 그리고 나머지 계면활성제가 적어도 1중량 퍼센트, 전형적인 경우 약 1 내지 49.7중량 퍼센트로 구성되어 있다. 여기에서 쓰이는 "중량 퍼센트"란 용어는 혼합물 또는 용액의 전체 중량에 대해 구성물질의 중량을 백분율로 표시한 것을 의미한다.

송진 혼합물은 잘 알려진 물질인 워터화이트(Water white) 송진과 같은 천연 송진을 포함한다. 화학적으로는 워터화이트 송진이 몇몇 화합물의 혼합물이다. 사용되고 있는 개개의 송진 조성물이 재료물질원에 따라 다르겠지만 워터화이트 송진은 대체로 이성질성(異性質性 디테르펜산(Diterpene Acid)의 혼합양으로써 구분 될 수 있다. 그 주요한 세 성분들은 아비에틴형상(Abietic type Acid) D-피마르산 및 L-피마르산이다. "보통"의 송진은 80 내지 90까지의 중량 퍼센트 아비에틴형산과 10 내지 15중량 퍼센트의 피마르산으로 되어 있다. 워터화이트 송진이란 명칭은 통상의 비색계법(Colorimetric Method)에 의해 결정되는 송진의 등급을 말하는 것이다.

워터화이트 송진에다 이 기술에 잘 알려진 수소첨가 나무송진이나 불균등(Disproportionated) 나무 송진 등과 같은 다른 송진을 첨가하여 사용할 수 있다.

적절한 활성제가, 혼합물로된 송진에 혼합된다. 활성제는 산화물과 같은 바라지 않는 층들을 제거하여 납땜될 표면을 깨끗하게 하는 화합물이다. 적절한 활성제는 염소, 브롬 등과 같은 적어도 하나의 할로겐원자와 대체로 약 185℃ 내지 277℃인 납땜 온도에서 또는 약간 그보다 낮은 온도에서 그 화합물을 분해시키는 적어도 하나의 불안정 원자단 또는 불안정 원자를 포함하는 유기화합물이다. 할로겐원자는 전자를 끌어당기므로 불안정 원자단 또는 불안정 원자를 포함하는 유기화합물이다. 할로겐원자는 전자를 끌어당기므로 불안정 원자단 또는 불안정 원자 역시 전자를 끌어당겨서 적어도 두개의 원자들 또는 원자단들의 대치, 즉 대립전자를 끌어당기는 성질들에 의해서 화합물이 불안정하게 되는 것이 틀림없다. 몇몇 대표적인 불안정단들은 카복실기, 카보닐기, 즉

, 방향족 탄화수소기 또는 아릴기(Aryl group), 즉 페닐, 나프탈린, 벤질(

), p-토릴기(p-tolyl)(

) 페나실기(

) 등과 제2할로겐원자, 즉 염소, 브름 등을 포함한다.

활성제 화합물은 다음과 같은 구조를 갖는 어떤 유기 화합물로 구성되어도 좋다.

단, R₁은 할로겐 원자; R₂는 (1) 카복실기, (2) 아릴기, 예를 들면 페닐, 나프탈린, 페난스릴(phena-nthryl)등, 알크아릴기, 아르알킬기, 아릴옥시기, (3) 카보닐기, 즉

, 단 R'는 알킬기, 싸이클로 알킬기, 아릴기, 헤테로싸이클기, 또는 수소원자, (4) 할로겐원자에서 선택된 불안정기이며, R₃및 R₄는 R₁또는 R₂와 같거나 알킬, 싸이클로알킬, 알콕시 및 헤테로 싸이클기 또는 수소원자에서 선택된 유기단 또는 기로 구성된다.

적절한 활성제로서는 할로겐으로 치환된 1 및 2 염기(1 또는 2카복실) 유기산들이 좋다. 산성 활성제들은, 특히 알파 위치에, 즉 카복실기 근처의 탄소원자에 염소, 브롬 등과 같은 적어도 하나의 할로겐 원자를 갖는 것이 좋다. 할로겐으로 치환된 1염기(카복실) 산들은 적어도 12개의 탄소원자를 갖는, 예를 들면, 2-브롬테트라디칸산, 2-브롬 옥타디칸산이 적당하며 대표적인 것은 12 내지 18개의 탄소원자들을 포함한 것이 적당하다. 1염기산이 탄소원자를 12개보다 작게 갖고 있으면, 그 합성 송진 용제는 전자 공업용으로는 너무 산성이거나 또는 부식성이 강할 수도 있고 또 송진 용제로부터 휘발할 수도 있으며 또 대개 185 내지 260℃인 납땜 온도에 도달하기 전에 없어질 수도 있다.

할로겐으로 치환된 2카복실(2염기) 유기산은 적어도 4개의 탄소원자들을 갖는, 예를 들면, 할로겐으로 치환된 석신산, 아디핀산, 피멜산등, 즉 2,3-디브롬석신산, 2-브롬석신산, 2,2-디브롬 아디핀산 등이 적당하며 4 내지 10개의 탄소원자로 구성되는 것이 대표적이다. 만일 2염기산이 탄소원자를 4개보다 작게 갖고 있으면 그 합성 용제는 너무 산선이 강하며 부식성이 있게 된다.

활성제는 산화물과 같은 표면층을 제거하기에 충분한 양이 그 합성 송진 혼합물에 들어 있다. 활성제는 그 합성 송진 혼합물의 약 0.3 내지 약 7중량 퍼센트정도의 양이 들어 있다. 만일 활성제가 약 0.3중량 퍼센트보다 작은 양이 들어있으면 그 활성 효과가 불충분해진다. 또 활성제가 약 7중량 퍼센트 이상 들어 있으면 송진 혼합물, 예를 들면 액체 송진 용제를 쓴 송진 용제의 잔재들이 부식될 수도 있다.

물론, 1 및 2염기산 활성제들의 혼합물을 납땜 용제로 쓸 수도 있다.

납땜, 계면 활성제도 송진과 활성제와 함께 송진혼합물에 혼합된다. "납땜 계면활성제"라는 것은 그 납때면에 용융된 땜납을 펴는데 도움이 되도록 납땜 용제에 주로 첨가되는 화합물을 의미한다. 이 납땜 계면활성제는 표면의 땜납 습윤율(Wetting Rate)을 개선하는 화합물, 즉 그 계면활성제는 납땜될 표면에 용융된 땜납을 보다 양호하고 보다 균일하게 펴게 하는 것이다. 계면활성제는 다염기산, 예를 들면 디카복실 및 트리카복실산과 같은 디카복실산이 적당하다. 2염기산으로는 탄소원자를 4 내지 10개 갖는 것이 대표적이다. 적당한 트리카복실산은 6 내기 7개의 탄소원자들을 갖는 것이 대표적이다.

다른 계면활성제로는 하이드록실 치환 다염기산, 즉 위에 기술된 다염기산의 하이드록실 치환물이 바람직하다. 몇 개의 전형적인 하이드록실 치환산에는 주석산 및 구연산이 있다.

또 케토 지방산 또는 케톤산, 예를 들면 레불린(

)도 계면 활성제로써 적당하다.

특히 효과적인 납땜 용제는 다염기 카복실산, 예를 들면 아디핀산에 케토산, 예를 들어 레불린산을 혼합시킨 계면활성제 혼합물을 포함한 것이다.

선택된 계면 활성제로는 합성 송진 혼합물의 적어도 1중량 퍼센트의 양으로 송진 혼합물에 들어있는 것이다. 만일 계면활성제가 1중량 퍼센트보다 작은 양이 들어있으면, 이것이 적용되는 표면에 그 용제 자체에 의해 펴지게하는 것과는 달리 계면활성제 효과는 없다. 따라서 납땜될 표면에 용융 땜납을 균일하게 잘 펼 수가 없다. 즉, 비습윤구역(땜납 비습윤)이 생긴다.

할로겐 치환 활성제 및 산성 납땜 계면활성제의 혼합물은, 용제가 액체건, 연고 또는 고체이건, 송진 혼합물을 쓰는 어떤합성 용제에서도 예기치 못한 놀라운 상승작용이 일어난다는 것을 강조한다. 그 합성 용제와 땜납으로 처리하면 품질 검사를 하기 쉽게 외양이 무디고 또 광택이 나거나 또는 무디거나 광택이 나는 땜납층이 생긴다. 또 그 혼합물은 균일하고 완전한 납땜 표면, 즉 공극이 생기거나 땜납이 묻거나, 땜납이 덩어리지는 것이 없이 연속으로 납땜이 되게 한다. 이렇게 해서, 예를 들면, 그 혼합물은 파상 납땜에 있어서 약 5배 정도로 납땜 결함을 줄이게 한다. 활성제 하나만을 또는 계면활성제 하나만을 송진과 함께 액체나 고체 또는 연고용제 형태로 쓰면 외양의 표면이 무디게 안되거나 또는 납땜층이 균일하고 완전하게 안되거나, 또는 납땜 과정, 예를 들면 파상 납땜 과정의 효율을 개선시키지 못한다.

한 실시예로써, 송진 혼합물은 대체로 적당한 담체, 예를 들어 용매 담체에 액체 납땜 용제를 만들도록 액상으로 포함되어 있다. 예를 들어 송진이 50 내지 96중량 퍼센트, 활성제가 0.3 내지 7중량 퍼센트 및 계면 활성제가 1 내지 49.7중량 퍼센트로 포함되어 있는 합성 송진 혼합물은, 액체납땜 용제를 만들도록 적당한 용매에 용해되어서 적당한 납땜담체에 혼합되어있다. 적당한 용매 담체는 송진, 활성제 및 계면활성제와 화학적으로 분활성이고 또 거기에 송진혼합물이 용해가능한 용매를 포함하고 있다. 용매로서는 지방적 알코올 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 2-부톡시 에탄올, 아밀알코올등, 알칸올아민, 예를 들어 에탄올아민, 디에탄올아민등, 염소화 탄화수소, 예를 들어 퍼클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌 등을 포함하는 것이 적당하다. 불연성 액체 납땜 용제가 필요하면, 용매는 염소화 탄화수소, 예를 들어 퍼클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌 등과 같은 불연성 용매가 쓰인다.

송진 혼합물은 용매와 혼합되어 통상의 기술로써 균일한 용액이 되도록 혼합된다. 쉽게 용해되도록 하기 위해 용매를 고온, 예를 들어 110 내지 120℉(43.3 내지 48.9℃)로 유지시킨다. 에탄올의 경우, 완전히 용해되면 실온으로 냉각시킨다.

송진 혼합물은 요구되는 용융 작용을 하도록 충분한 양이 합성 액체 송진 용제에 들어 있는데, 그 양은 납땜될 금속부재와 사용할 땜납 등급 및 납땜 방식에 따라 다르다. 대개 송진 혼합물은 약 9.7 내지 약 80중량 퍼센트 정도로, 예를 들어 송진 혼합물이 9.7 내지 80중량 퍼센트, 나머지가 에탄올로 액체 송진 용매에 들어있다.

또, 액체 송진 용제는 납땜될 면을 습윤시키기 위해 그 면의 습윤을 개선하고 납땜면에 균일한 용제층을 만들도록 계면활성발포제의 형태로 적절한 발포제가 들어있어도 좋다. 발포제로서는 비이온성 표면활성 시약이 적절하다. 대표적인 발포 시약들로서는, 이. 아이. 듀퐁 드 네무르(E.I. Dupont de Nemours)에서 제조된 "조닐(ZONYL)" 계열; 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩취링 캄패니 Mining and Manufacturing Company)(3M 캄파니)에서 제조된 "플루오라드(Flrourad)" 계열, 예를 들어 "FC-430"과 같은 퍼플루오플 리아크릴과 같은 불화탄소; 로옴 앤드 하아스 캄패니(Rohm and Haas Company)에서 제조된 트리톤(Triton) 제품, 예를 들어 "트리톤 X-100", "트리톤 X-165"와 같은 폴리에틸렌옥시 비이온성 에테르; 올린 캄패니(Olin company)에서 제조된 계면활성제 "6G" 및 "10G"와 같은, 논일 페놀(Nonyl phenol) 및 글리시들(Glycidol) 간의 반응에 기초를 둔 비이온성 표면 처리 시약과 같은 불화탄소에서 유도된 것들이 적당하다. 표면 활성시약의 양은, 그 양이 요구되는 습윤도와 균일도를 주기에 충분한 양이면 된다. 대개 표면 활성, 즉 발포제는 합성 액체 송진 용매의 0.001 내지 0.01중량 퍼센트 정도로 들어있다.

또, 위에서 설명한 것처럼 발포제를 쓰는 대신에 발포성을 안정화시키는 안정 용매를 적당한 담체, 예를 들면 에탄올, 이소프로판올 등과 혼합시켜도 좋다. 이러한 발포제, 즉 안정용매는 알칸올아민, 예를 들어 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등을 포함하는 것이 적당하다. 용매담체에 알칸올아민이 들어있지 않으면, 거기에 알칸올 아민을 첨가하여 발포제로 작용토록 한다. 대개 안정용매, 예를 들면 에탄올아민은 합성 액체 송진 용제 전 중량의 약 32 내지 약 62퍼센트의 양이 들어있다.

작업을 하는데 있어서, 납땜되어 접합될 제1부재의 금속 표면과 제2금속면이 통상의 기술, 예를 들면 담금, 분사, 솔질, 압연, 발포, 파상용융 등을 써서 액체 납땜용제로 처리된다. 용제의 용매는 증발되고, 용제 처리된 면중의 적어도 한 면이 요구되는 땜납층을 형성하도록 통상의 기술, 예로써 파상 납땜법을 써서 용융땜납으로 처리된다. 제2금속면은 그 표면들을 접합시키기 위해 용융 된 땜납에 접촉시키고, 그 땜납층의 그 온도 이하로 냉각되어 양 표면들을 접합시키도록 납땜된다.

예로서, 파상 납땜에서는 액체 납땜 용제가 홈통이나 다른 적절한 용기를 통해 노출된, 또는 정상파의 액체용제, 즉 그 포말을 형성하도록 계속하여 보내어진다. 제1 및 제2 부재의 금속 표면이 정상파의 액체 용매, 즉 포말을 통하거나 접촉된다. 그러면 각 부재는 가열되어 그 용제의 휘발성분들을 제거한다. 그리고 대개 땜납을, 부재들중 적어도 하나가 접합될 금속 표면이 습윤되도록 통과하는 땜납두부, 즉 파형을 형성하는 분수구에로 계속 보내어진다.

납땜 하기가 극히 어려운, 구리-주석 합금면, 손상이 크거나 금속 산화물 층을 갖는 금속면 등을 납땜할 경우, 액체송진 용제들에 애해 1973년 3월 27일 승인된 전자공업협회 규격 RS-402에 분류된 바와 같은 LRA 납땜 용제들이 이전부터 사용되어왔는데, 이것에는 글루탈산 염화수소와 같은 유기 할로겐화 수소화물, 또는 디에틸아민 염화수소 및 세틸트리 에틸암모륨 브롬화물 같은 아민 할로겐화 수소화물로된 합성용제가 1 내지 12중량 퍼센트의 높은 농도로 포함되어 있다. 그러나 이러한 LRA 용제들은 대부분 전자 공업용으로는 너무 부식성이 강하고 또 산성도 너무 강한다. 합성송진, 용매, 또 때로는 발포제로된 상기 액체용제는 납땜이 이렇게 어려운 경우에 대신하여 성공적으로 사용된다. 제2활성제가 때로는 발포제 또는 안정 용매가, 산도나 부식성이 높은 결합없이 표면을 납땜하기가 어려운 표면들에 납땜이 잘되게 하는 약활성제, 즉 LRMA(액체 송진 약활성) 액체 용제를 혈성하기 위해 상기 송진 용제 혼합물 및 때로는 발포제에 첨가되는 것이 좋다. 제2활성제는 할로겐화수소 또는 할로겐 자체를, 사용되는 고온, 즉 납땜 온도인 185 내지 260℃에서 분해시킬 수 있는, 화학적으로 적합한 유기 할로겐화 수소로 되어있다. 제2활성제는 글루탈산 염화수소, 아민 할로겐화수소, 즉 디에틸아민 염화수소, 에톡시아민 염화수소 및 아세틸 트리에틸 암모늄 브롬화물과 같은 치환된 암모늄 할로겐화물이 들어 있는 것이 적당하다. 송진 혼합물에 혼합되어 합성 액체용제에 들어 있는 제2활성제의 최대량이 중요하다.

디에틸아민 염화수소 같은 제2활성제는 합성 조성물의 약 0.17 내지 약 0.29중량 퍼센트 정도로 송진 혼합물에 혼합되어 있다. 제2활성제의 양이, 송진 화합물과 제2활성제의 약 0.28중량 퍼센트보다 많으면 이 합성 용제가 부식성이 강해서 납땜 후 납땜부 및 전원인가면을 부식시키는 잔재를 남기고, 따라서 전기 기계적 특성에 관한 신뢰성을 저해한다. 물론 그러한 상태면 전자 공업용 납땜에는 적용될 수 없다. 제2 활성제가 상기 범위의 농도 이내라면, 합성 액체 용제는 상술 한자 공업협회 규격 RS-402에 언급된 것과 같은 LRMA, 즉 약 활성 용제가 된다.

활성제가 1,2-디브로모-1-페닐에탄과 같은 디브로모 스틸렌으로 활성제가 조성되고, 디에틸아민 염화수소로 제2활성제가 구성되면 특히 우수한 액체 용제가 얻어진다.

물론, 본 송진 혼합물은, 고체, 액체, 연고 또는 페인트와 같은 통상의 용제 매체를 만들도록 납땜 기술에 공지된 적당한 담체와 혼합되어도 좋으며, 여기에 포함된 발명은 특수한 송진 혼합물 또는 합성 송진 매체 자체가 고체건, 액체건 또는 연고건 제한된 것이 아니다.

고체 또는 반고체(연고) 용제를 만드는데, 송진, 활성제 및 계면활성제(때로는 제2활성제와 혼합)의 송진 화합물이 그리이스(Grease) 결합제, 왁스결합제, 아교결합제, 파라핀왁스 등과 같은 통상의 결합제 담체와 혼합되며, 연고 형태가 필요하면 테르펜, 알코올 등과 같이 적당한 농도를 주는 용매와 혼합된다. 0,3 내지 7중량 퍼센트의 활성제, 1 내지 약 49.7중량 퍼센트의 계면활성제, 및 50 내지 96중량 퍼센트의 송진으로 구성된 송진 화합물이 대개 고체 용제나 연고상 용제에 80 내지 95 중량 퍼센트 들어있다.

다른 실시예에서는, 송진 활성제, 계면활성제 및 때로는 제2활성제와 혼합된 송진 혼합물이 용제와 땜납을 동시에 적용하는데 쓰일 특수 땜납 합금과 직접 혼합된다. 그러한 한 경우로써는 송진 혼합물이 선택된 합금과 직접 혼합되어 연고상 용제로 되는 것이 있다. 분말 형태인 땜납 합금이 송진 혼합물(송진, 활성제 및 계면활성제)과 파라핀 왁스, 터르펜틴(Turpentine), 폴리에틸렌, 글리콜 등과 같은 적당한 연고상 담체로 구성된 매체에 혼합된다. 이 기술에 공지된 통상의 연고상담체도 화학적으로 선택된 송진 혼합물과 땜납 합금과 비견할 수 있다면 사용될 수 있다. 송진이 50 내지 96중량 퍼센트, 활성제가 0.3 내지 7중량 퍼센트 그리고 계면활성제가 1 내지 약 49.7중량 퍼센트로 구성된 송진 혼합물이 10 내지 30중량 퍼센트 그리고 계면활성제가 1 내지 약 49.7중량 퍼센트로 구성된 송진 혼합물이 10 내지 30중량 퍼센트 들어있는 반면, 분말 땜납 합금은 대개 70 내지 90중량 퍼센트의 양이 연고상에 들어있다. 합성 땜납-용제 연고는 적합한 표면에 솔질, 압연 또는 스크린(Screeing)에 의해 납땜된다.

용제와 땜납을 동시에 사용하는 다른 경우에는 송진 혼합물(송진, 활성제 및 계면 활성제) 및 때로는 제2활성제가 선택된 부드러운 땜납 합금과 땜납심의 형태로 혼합된다. 송진 혼합물이 고체, 불말 또는 연고상으로도 땜납 합금과 이어 안에 심으로 포함된다. 보통 땜납 합금이 땜납실을 형성하기 위해 용제 혼합물과, 동시에 사출된다. 송진이 50 내지 96중량 퍼센트, 활성제 0.3 내지 7중량 퍼센트, 계면활성제가 1 내지 49.7중량 퍼센트로 구성된 용제 혼합물이 대개 총 땜납실 와이어의 약 0.5 내지 5중량 퍼센트의 양으로 땜납 와이어에 들어있다.

송진, 활성제, 계면활성제 및 때로는 발포제 및 제2활성제로 구성된 송진 혼합물을 사용하면 납땜 접합이 얇게 되어 최소량의 땜납으로 납땜 접합이 이루어진다.

[실시예 1]

A. 비교를 하기 위해 에폭시 기판에 구리가 덮혀진 프린트 결선판을 썼다. 그 구리박판은 그 위에 땜납(주석 60중량 퍼센트, 납 40중량 퍼센트) 피복으로 덮혀있다. 계면활성제 없이 활성제만을 사용한 납땜용제는 워터화이트 송진이 37중량 퍼센트, 2,3-디브로모-석신산 활성제가 0.4중량 퍼센트, 에타놀이 62.6중량 퍼센트 혼합하여 만들어졌다. 그 납땜 용제를 솔질이 땜납이 도포된 구리박판에 도포했다. 에탄올은 25℃에서 증발하도록 하였으며 용제로 처리된 구리 박판을 용융 땜납조(槽)(주석 60중량 퍼센트, 납 40중량 퍼센트)에 5초간 담갔다. 비습윤 구역, 즉 간극이 있는 광택 처리된 비균일, 불연속 땜납층이 도면처럼 생겼으며, 그 도면에서 용제 및 땜납 처리된 프린트 결선판의 부분이 "A"로 나타내져있다.

B. 비교를 하기 위해서, 실시예 1-A의 과정을, 활성제 대신에 아디핀산 5중량 퍼센트로 구성된 계면활성제만을 사용하여, 반복하였다. 결국 도면에 도시된 바와 같이 실시예 1-A와 같은 결과를 얻었는데, 도면에서 용제 및 땜납 처리된 프린트 결선판의 부분이 "S"로 나타내져 있다.

C. 에탄올 65중량 퍼센트, 워터화이트 송진 32.5중량 퍼센트, 아디산 2.1퍼센트, 레불린산 0.1중량 퍼센트 및 2,3-디브로모 석신산 0.3중량 퍼센트로 구성된 활성제와 계면활성제를 둘다 사용하여 실시예 1-A와 같은 과정을 반복하였다. 놀랍게도, 합성 땜납층이 무디었고 간극, 즉 땜납 덩어리가 없이 균일하고 완전한 땜납층을 상승작용으로 얻었다. 이것이 도면에 도시되어있으며, 용제 및 땜납 처리된 프린트 결선판의 부분이 "A+S"로 나타내져있다.

[실시예 2]

절연 저항 박판을 가진 에폭시판을 사용하여 실시예 1-C의 과정을 반복했고 납땜된 판을 77℉(25℃)로 냉각시킨 후 따뜻한(110 내지 115℉; 43.3 내지 46.1℃) 이소프로판올으로 두번 세척했다. 세척된 그 판을 그후 주변이 90℉(32.2℃)의 온도 및 95%의 상대습도의 실내에서 28일동안 노출시켰다. 그후 절연저항을 측정했더니 100,000메가오옴 이상이었다.

[실시예 3]

유리판을 구리로 0.12 마이크로인치(3×10^-4센티미터) 진공에서 도포하였다. 실시예 1-C의 용제를 따로따로 두방울 그위에 떨어뜨리고 24시간동안 25℃ 및 상대습도 75퍼센트에 방치하였다. 이때 유의할 만한 부식이 없었으며 용제의 비부식성을 나타냈다.

[실시예 4]

화학적으로 얻어진 은 크롬산염 시험지를 실시예 1-C의 용제로 습윤시켰다. 그 시험지는 색갈이 변하지 않았으며, 그 용제가 자유 할로겐화수소를 포함하지 않음을 지시한 것이다.

[실시예 5]

실시예 1-C의 용제 5밀리리터를 증류수 95밀리리터에 첨가시켰다. 그때의 pH가, 그 용제가 부식을 일으킬만한 충분히 산성이 아님을 나타내주는 3.5를 넘는다는 것이 측정되었다.

[실시예 6]

케토산을 포함하지 않고 에탄올 63.6중량 퍼센트, 워터화이트 송진 34.2중량 퍼센트, 아디핀산(계면활성제) 2중량 퍼센트, 2,3-디브로모석신산(활성제) 0.2중량 퍼센트를 넣어 실시예 1-C의 과정을 반복했더니 실시예 1-C에서 얻어진 상승작용 효과가 다시 관측되었으며 그 후 이 실시예의 용제로 실시예 2에서 5까지를 반복했으며 그 실시예들에 있어서 동일결과를 얻었다.

[실시예 7]

에탄올 63.6중량 퍼센트, 워터화이트 송진 34.2중량 퍼센트, 세바신산(계면활성제) 2중량 퍼센트, 2,3-디브로모석신산(활성제) 0.2중량 퍼센트를 포함한 송진 용제를 사용하여 실시예 1-C의 과정을 반복했더니, 실시예 1-C에서 얻어진 상승작용 효과가 다시 관측되었으며 그후 이 실시예의 용제로 실시예 2에서 5까지를 반복했더니 그 실시예들에 있어서 동일 결과를 얻었다.

[실시예 8]

에탄올 63.6중량 퍼센트, 워터화이트 송진 34.2중량 퍼센트, 아젤란산(Azelaic Acid)(계면활성제) 2중량 퍼센트, 2,3-디브로모석신산)활성제) 0.2중량 퍼센트 포함한 송진용제를 사용하여 실시예 1-C의 과정을 반복했더니 실시예 1-C에서 얻어진 상승 작용 효과를 또다시 얻었으며 그후 이 실시예의 용제로 실시예 2에서 5까지를 반복하였더니 이 실시예들에서 동일 결과를 얻었다.

[실시예 9]

에탄올 63.6중량 퍼센트, 워터화이트 34.2중량 퍼센트, 세바신산(계면활성제) 2중량 퍼센트, 2-4-디브로모아세토폐논(활성제)를 사용하여 실시예 1-C의 과정을 반복했더니, 실시예 1-C에서 얻어진 상승작용 효과를 또 다시 얻었으며 그후 이 실시예의 용제로 실시예 5에서 5까지를 반복하였더니 이 실시예들에서 동일 결과를 얻었다.

[실시예 10]

에탄올 63.6중량 퍼센트, 워터화이트 송진 34.2중량 퍼센트, 세바신산(계면활성제) 2중량 퍼센트, 1,1-디브로모 테트라클로로에탄(활성제) 0.2중량 퍼센트를 포함한 송진용제를 사용하여 실시예 1-C의 과정을 반복했더니, 실시예 1-C에서 얻어진 상승작용 효과를 또다시 얻었으며, 그후, 이 실시예의 용제로 실시예 2에서 5까지를 반복하였더니 그들 실시예에서 동일 결과를 얻었다.

[실시예 11]

에탄올 63.6중량 퍼센트, 워터화이트 송진 34.2중량 퍼센트, 아젤란산(계면활성제) 2중량 퍼센트, 1,2-디브로모, 1-페닐에탄(활성제) 0.2중량 퍼센트 포함한 송진 용제를 사용하여 실시예 1-C의 과정을 반복하였더니, 실시예 1-C에서 얻어진 상승작용 효과를 또 다시 얻었으며, 그후 이 실시예의 용제로 실시예 2에서 5까지를 반복하였더니 그들 실시예에서 동일 결과를 얻었다.

[실시예 12]

에탄올 74.5중량 퍼센트, 워터화이트 송진 12.5중량 퍼센트, 아젤란산(계면활성제) 12.5중량 퍼센트, 1,2-디브로모-1-페닐에탄(활성제)를 포함한 송진용제를 사용하여 실시예 1-C의 과정을 반복하였더니, 실시예 1-C에서 얻어진 상승작용 효과를 얻었으며 실시예 12의 용제로 실시예 2에서 5까지의 과정을 반복하였더니, 그들 실시예에서 동일 결과를 얻었다.

[실시예 13]

구리, 니켈 및 주석으로된 길이 50 밀리미터, 폭 3.2 밀리미터, 두께 1.2 밀리미터의 합금시편을 사용했다. 납땜용제는 워터화이트 20그램, 아젤란산(계면활성제) 7.6 그램, 1,2-디브로모 스틸렌(활성제) 0.6그램, 디에틸아민 염화수소(제2활성제) 0.08 그램, 3M 캄파니에서 상품화된 "플루오라드 430"(발포제) 표면 활성 시약 0.002 그램, 이소프로판올 71.718그램으로 만들어졌다. 이 납땜 용제를 솔질로 합금시편에 도포했다. 이소프로판올은 25℃에서 증발하게 했고, 용제로 처리된 이시편을 용융 땜납조(주석 60중량 퍼센트, 납 40중량 퍼센트)에 5초간 담갔다. 그 합성 땜납층은 무디었고, 간극, 즉 땜납덩어리가 없이 균일하고 완전했다.

[실시예 14]

유리판을 구리 거울로 만들기 위해 구리를 0.12밀리인치(3×10^-4센티미터)로 진공에서 도포했다. 실시예 12의 융제 2방울을 따로따로 그판에 떨어뜨리고 24시간 동안 25℃, 상대습도 75 퍼센트에 방치했다. 유의할만한 구리의 부식이 없었으며, 용제의 비부식성을 나타냈다.

[실시예 15]

상업용 은크롬산염 시험지 하나를 실시예 12의 용제로 습윤시켰다. 그 시험지는 색깔이 변하지 않았으며, 이것은 이 용제에 가시 반응을 일으키기에 충분한 농도로 자유 할로겐화물 및 할로겐수소가 들어있지 않음을 나타낸 것이다.

[실시예 16]

실시예 12의 용제 5밀리리터를 증류수 95밀리리터에 첨가했다. 이 용제가 부식을 일으키기에 충분한 산성이 아님을 나타내는 pH3.5이상이 측정되었다.

Claims

전자부품의 용접작업시에 용접성을 향상시키기 위해서 송진에 첨가제를 섞어서 조성한 것으로서, 첨가제는 카복실기, 아릴기, 카복닐기 및 할로겐 원자중에서 선택한 적어도 하나의 불안정 치환체와 적어도 하나의 할로겐원자로된 활성제와, 폴리카복실산, 폴리카복실산의 하이드록실 치환체, 케토산 및 이들의 혼합물중에서 선택한 계면활성제로 구성하는 한편, 그 조성비는 송진이 약 50 내지 96중량% 및 활성제가 약 0.3 내지 7중량% 되게끔 하고 그 나머지는 계면활성제로서 적어도 1중량% 되게끔 함과 아울러 유기할로겐 화물로 구성된 이차 활성제를 0.17 내지 0.28중량%정도 선택적으로 함유함을 특징으로 하는 납땜용제.